TWI660056B - Ｉｔｏ濺鍍靶材及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明之ITO濺鍍靶材，係Sn之含量以SnO2換算為2.8至3.5質量%，其中，具有於In2O3固溶有SnO2之相及In4Sn3O12相之二相，相對密度為98%以上，因應變鬆弛所產生之變化長度每1m為50μm以下。本發明之ITO濺鍍靶材係具有Sn之含量以SnO2換算為2.8至3.5質量%之極易產生龜裂之組成，但於結合時難以龜裂，且濺鍍中小節粒之發生少，故可有效率地使ITO薄膜成膜。

Description

ITO濺鍍靶材及其製造方法
本發明係關於ITO濺鍍靶材，更詳而言之，係關於結合時難以產生龜裂，可有效率地成膜之ITO濺鍍靶材。
ITO(銦錫氧化物，Indium-Tin-Oxide)膜因係具有高光透過性及導電性，故被廣泛利用於平面顯示器之透明電極、觸控面板等。透明電極用ITO膜通常以SnO2換算含有10質量%左右之Sn，但使用於觸控面板用之ITO膜係隨著與膜之熱處理的關係，Sn之含量以SnO2換算計使用2.5至8.0質量%左右者。
ITO膜一般係藉由ITO濺鍍靶材之濺鍍所形成。ITO濺鍍靶材一般係與Cu製之支撐板結合(bonding)而被使用。因此，形成觸控面板用之ITO膜時，一般係將可實現目的之膜阻抗的Sn含量之ITO濺鍍靶材結合於Cu製之支撐板而進行濺鍍。
但，已知Sn之含量以SnO2換算計少於10質量%之ITO濺鍍靶材係脆弱且易龜裂。尤其是在Sn之含量以SnO2換算計成為3.5質量%以下時，易龜裂之傾向變 得顯著，在製造靶上變成很大之障礙。已知此係在此等之ITO濺鍍靶材中，製造過程之燒製時原因為容易殘留殘留應力，更且靶材之強度低。因此，此等之ITO濺鍍靶材係結合於Cu製等之支撐板時易產生龜裂。
進而，濺鍍Sn之含量以SnO2換算計少於10質量%之ITO濺鍍靶材時，抑制小節粒(nodule)之發生亦為課題之一。此小節粒之發生係可藉提高靶材之密度來改善。但，提高靶材之密度時，殘留應力變大，產生易龜裂之問題。
又，降低燒製溫度而使燒製密度低至97%時，可得到殘留應力小，難以龜裂，且結晶組織亦小之ITO靶材，但於靶材中針孔增加，其為原因，而產生濺鍍時之小節粒增加的問題。亦即，使ITO靶材難以龜裂及抑制小節粒係有補償之關係。
特開平10-147862號公報中係關於一種小節粒發生少之錫含量為3至12重量%之氧化銦/氧化錫燒結體，並敘述有關結晶之平均粒徑或錫原子之最大凝集徑，但對於靶材之龜裂絲毫無任何言及。
又，於特開2010-255022號公報中係記載有關相對於氧化銦之氧化錫的含量以質量比計為1.5%以上3.5%以下之ITO燒結體中，燒結體之結晶相為單相，以及平均結晶粒徑與燒結體之彎曲強度(70MPa以上)之關係。但，由此燒結體所構成之ITO靶材，龜裂之抑制並不充分。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開平10-147862號公報
[專利文獻2]日本特開2010-255022號公報
本發明之目的在於提供一種ITO濺鍍靶材，其係在Sn之含量以SnO2換算計為2.8至3.5質量%之ITO濺鍍靶材中，結合時難以產生龜裂，且濺鍍時之小節粒的發生量少。
本發明人係為達成前述目的，經專心研究之結果，發現一種ITO濺鍍靶材，係Sn之含量以SnO2換算計為2.8至3.5質量%，其中，靶材係具有於In2O3固溶有SnO2之相及In4Sn3O12相之二相，靶材之相對密度為98%以上，因靶材之應變鬆弛所產生之變化長度每1m為50μm以下時，可達成前述目的。進一步，發現為得到其等之物性，必須以60℃/hr以下進行燒製成形體後之冷卻。
亦即，本發明之ITO濺鍍靶材，係Sn之含量以SnO2換算為2.8至3.5質量%，其中，具有於In2O3固溶有SnO2之相及In4Sn3O12相之二相，相對密度為98%以上，因應變鬆弛所產生之變化長度每1m為50μm以下。
前述ITO濺鍍靶材係以因應變鬆弛所產生之變化長度每1m為40μm以下為較佳。
前述ITO濺鍍靶材係抗彎強度為13.0kgf/mm2以上較佳，14.0kgf/mm2以上為更佳。
另一發明係一種前述ITO濺鍍靶材之製造方法，包含下列步驟：從含有平均粒徑為0.5μm以上之SnO2原料粉末的ITO製造用原料所製作之成形體以燒製爐在1500至1600℃之燒製溫度下燒製，在燒製爐內之溫度從前述燒製溫度達到700至1100℃之溫度範圍，使燒製爐內之溫度以60℃/hr以下之降溫速度降低，藉此冷卻所得之燒製體。
本發明之ITO濺鍍靶材係具有Sn之含量以SnO2換算計為2.8至3.5質量%之極易產生龜裂之組成，同時結合時難以龜裂，且濺鍍中小節粒之產生少，故可有效率地使ITO薄膜成膜。本發明之ITO濺鍍靶材的製造方法係可極有效率地製造前述靶材。
1‧‧‧應變量規
2‧‧‧配線
3‧‧‧靶材斷片
第1圖係因應變鬆弛所產生之變化長度的測定方法之說明圖。
本發明之ITO濺鍍靶材(以下，亦稱為ITO靶材)係Sn之含量以SnO2換算計為2.8至3.5質量%之ITO靶材，且具有於Inn2O3中固溶有SnO2之相及In4Sn3O12相之二相，相對密度為98%以上，因應變鬆弛所產生之變化長 度每1m為50μm以下。本發明之ITO濺鍍靶材係結合時難以龜裂，且於濺鍍中小節粒之產生很少。
如前述，Sn之含量以SnO2換算計為2.8至3.5質量%之以往的ITO靶材係易產生殘留應力且強度低，故脆弱且易龜裂。製造ITO靶材時，若降低燒製溫度而使靶材之相對密度設為97%或其以下，則殘留應力變小，不易龜裂，但濺鍍時之小節粒會增加。若使ITO靶材之相對密度設為98%以上，則濺鍍時之小節粒變少，但殘留應力變大或容易龜裂。亦即，在Sn之含量以SnO2換算計為2.8至3.5質量%之以往的ITO靶材中係無法使龜裂困難性及抑制小節粒併存。
本發明係在Sn之含量以SnO2換算計為2.8至3.5質量%之ITO靶材中，成功地使龜裂困難性及抑制小節粒併存。龜裂困難性及抑制小節粒之併存係初次藉由ITO靶材具有於In2O3中固溶有SnO2之相、及Sn之含量較於In2O3中固溶有SnO2之相更多之相的In4Sn3O12相之二相的方式來實現。
ITO之製造通常係藉由製作由In2O3粉與SnO2粉之混合粉製作成形體，並燒製此成形體來進行。在此燒製中，SnO2會逐漸固溶於In2O3中。此時，例如Sn之含量以SnO2換算計為10%之ITO中，SnO2不完全固溶於In2O3，故於In2O3中固溶有SnO2之相的母相之外，可形成為富有Sn之相的In4Sn3O12相。其結果，SnO2之含量以SnO2換算計為10%之ITO係具有母相及In4Sn3O12相之二相。另 一方面，Sn之含量以SnO2換算計為2.8至3.5質量%之以往的ITO中，係Sn量少，且SnO2可完全固溶於In2O3中，故未形成In4Sn3O12相。其結果，SnO2之含量以SnO2換算計為2.8至3.5質量%之以往的ITO，係僅由於In2O3中固溶有SnO2之相之單一相所構成。
本發明人係藉由採用後述之製造方法，SnO2之含量以SnO2換算計為2.8至3.5質量%，同時具有於In2O3中固溶有SnO2之相及In4Sn3O12相之二相，進而相對密度為98%以上，成功地製造屬於殘留應力之指標的因應變鬆弛所產生之變化長度每1m為50μm以下之ITO靶材。其結果，在SnO2之含量為2.8至3.5質量%之ITO靶材中，可使龜裂困難性及抑制小節粒併存。
使SnO2之含量為2.8至3.5質量%之ITO靶材設為具有於In2O3固溶有SnO2之相及In4Sn3O12相之二相的構造，藉此，可使龜裂困難度及抑制小節粒併存之理由係未必很明確，但可認為如此之構造中，In4Sn3O12相存在於在In2O3固溶有SnO2之相的粒界，因此並非增強於In2O3固溶有SnO2之相相互的結合之楔體作用所致。其結果，咸認為，前述具有二相之ITO靶材係可藉由使其高密度化，實現小節粒之抑制，另一方面，即使產生殘留應力，其若為一定值以下，亦非不可獲得難以龜裂之特性。例如Sn之含量以SnO2換算計為10%之ITO，一般係具有較SnO2之含量為2.8至3.5質量%之ITO更難以龜裂之性質，前者之ITO係如前述，由In2O3中固溶有SnO2之相及In4Sn3O12 相之二相所構成，In4Sn3O12相發揮如前述作用之故。
本發明之ITO靶材係Sn之含量以SnO2換算計為2.8至3.5質量%。具體的Sn之含量係藉由由此靶材所得之膜所要求的物性而從前述範圍內來決定。
本發明之ITO靶材之相對密度係98%以上，更佳係98.5%以上，再更佳係99.0%以上。相對密度為98%以上時，於濺鍍時可抑制小節粒之發生，可良好的濺鍍。
本發明之ITO靶材之因應變鬆弛所產生之變化長度係每1m為50μm以下，以每1m為40μm以下為較佳。因應變鬆弛所產生之變化長度係意指ITO靶材具有之殘有應力實質上全部被釋放之時，其釋放前之ITO靶材之長度與釋放後之ITO靶材之長度之差。因應變鬆弛所產生之變化長度係成為殘留應力之指標的物性值。因應變鬆弛所產生之變化長度係可使用應變量規來測定。ITO靶材因應變鬆弛所產生之變化長度之測定方法係在實施例中詳述。本發明之ITO靶材係如前述，具有於In2O3中固溶有SnO2之相及In4Sn3O12相之二相，故即使存在殘留應力，亦不易龜裂，但存在因應變鬆弛所產生之變化長度每1m為超過50μm之很大的殘留應力時，在其後之加工或結合步驟產生龜裂之機率變高。
本發明之ITO靶材係以抗彎強度為13.0kgf/mm2以上為較佳，以14.0kgf/mm2以上為更佳。本發明之ITO靶材滿足此條件時，可更有效地防止龜裂之發 生。
本發明之ITO靶材的形狀及大小無特別限制，即使為任何形狀及大小之ITO靶材，若滿足上述條件，可達成本發明之目的。形狀係可舉例如平板形及圓筒形等。
以下，詳述有關本發明之ITO靶材之製造方法。
本發明之ITO靶材之製造方法係包含下列步驟：從含有平均粒徑為0.5μm以上之SnO2原料粉末的ITO製造用原料所製作之成形體在1500至1600℃之溫度範圍下燒製，再以60℃/hr以下之降溫速度冷卻所得到之燒製體。藉由此製造方法，可製造上述之ITO靶材。
ITO製造用之原料係包含SnO2粉末，通常含有In2O3粉末及SnO2粉末。將原料粉末之In2O3粉末與SnO2粉末以SnO2粉末之含量成為2.8至3.5質量%之目的組成的方式進行混合而製作混合粉末。各原料粉末之粒子通常會凝集，故較佳為於事前進行粉碎而混合，或一邊進行混合一邊粉碎。
In2O3粉末之平均粒徑通常為0.2至1.5μm，較佳為0.4至1.0μm。SnO2粉末之平均粒徑為0.5μm以上，較佳係0.5μm至5.0μm，更佳係0.6μm至2.0μm。本發明之ITO靶材之製造方法中，為得到於In2O3具有SnO2固溶之相及In4Sn3O12相之二相之ITO靶材，SnO2粉之平均粒徑必須為0.5μm以上。若SnO2粉之平均粒徑為0.5μm以上，於燒製時形成富Sn之相的In4Sn3O12相。認為此係 SnO2粉之平均粒徑為0.5μm以上時，前述成形體之燒製過程中，SnO2未完全固溶於In2O3，而未完全固溶之SnO2形成In4Sn3O12相之故。另一方面，若SnO2粉之平均粒徑小於0.5μm，未形成In4Sn3O12相。認為此係SnO2粉之平均粒徑未達0.5μm時，在前述成形體之燒製過程中，SnO2易固溶於In2O3，SnO2之至少大部分被固溶於In2O3之故。因此，必須意圖使用0.5μm以上之具有大的平均粒徑之SnO2粉末。又，上述平均粒徑係以雷射繞射散射式粒度分布測定法所得之累積體積50容量%中的體積累積粒徑D50。
於原料粉末之粉碎方法或混合方法無特別限制，例如，可將原料粉末置入於缽中，藉由球磨機進行粉碎或混合。
混合粉末係亦可直接成形而為成形體，再進行燒結，但依需要，可於混合粉末中加入黏結劑而成形為成形體。此黏結劑係可使用在公知之粉末冶金法中得到成形體時所使用之黏結劑、例如聚乙烯醇、丙烯酸乳化液黏結劑等。又，所得之成形體係亦可依需要在公知之粉末冶金法中所採用之方法來脫脂。成形方法亦可於公知之粉末冶金法中所採用之方法，例如適用澆鑄成形。成形體之密度通常為50至75%。
將所得之成形體燒製而為燒製體，再進行冷卻而得到燒結體。使用於燒製之燒製爐只要在冷卻時可控制冷卻速度即可，並無特別限制，可為一般使用於粉末 冶金之燒製爐。燒製環境係適用氧氣環境。
昇溫速度係從高密度化及防止龜裂之觀點，通常為100至500℃/小時。燒製溫度係1500至1600℃，較佳係1520至1580℃。若燒製溫度為前述範圍內，可得到高密度之燒結體。在前述燒製溫度之保持時間通常為3至30小時，較佳係5至20小時。若保持時間為前述範圍內，易得到高密度之燒結體。
燒製結束之後，燒製爐內之溫度係從前述燒製溫度達到700至1100℃之溫度範圍為止，例如達到800℃為止，使燒製爐內之溫度以60℃/hr以下，較佳係以30℃/hr以下來降低，冷卻所得之燒製體。以此範圍之降溫速度進行冷卻，可減少燒結體之因應變鬆弛所產生之變化長度，可使每1m設為50μm以下。其後之燒製爐內之溫度之下降速度係只要可為防止燒製體之龜裂等即可，無特別限制，例如可設為50至150℃/hr。
將如此作法所得之ITO燒結體依需要而切出所希望之形狀，藉由進行研削等得到本發明之ITO靶材。
本發明之ITO靶材通常係結合於支撐板而使用。支撐板通常係Cu、Al、Ti或不銹鋼製。結合材係可使用以往之ITO靶材之結合所使用的結合材、例如In金屬。結合方法亦與以往之ITO靶材之結合方法同樣。例如，將本發明之ITO靶材及支撐板加熱至結合材會融解之溫度例如約200℃，於靶材及支撐板之各別之結合面塗布結合材，貼合各別之結合面而壓接兩者之後，冷卻。或是，於 本發明之ITO靶材及支撐板之各別之結合面塗佈結合材，貼合各別之結合面，而將靶材及支撐板加熱至結合劑會融解之溫度例如約200℃之後，進行冷卻。
[實施例]
在下述實施例及比較例所得之ITO靶材之評估方法表示於以下。
1.相對密度
ITO靶材之相對密度係依據阿基米德法進行測定。具體上係使靶材之空中重量除以體積(靶材之水中重量/量測溫度中之水比重)，依據下述式(X)之相對於理論密度ρ(g/cm3)之百分率的值設為相對密度(單位：%)。
ρ=((C1/100)/ρ 1+(C2/100)/ρ 2+‧‧‧+(Ci/100)/ρ i)-1 (X)
(式中C1至Ci係分別表示靶材之構成物質的含量(重量%)，ρ 1至ρ i係表示對應於C1至Ci之各構成物質之密度(g/cm3)。)
2.原料粉末之平均粒徑
原料粉末之平均粒徑係使用日機裝股份公司製雷射繞射散射式粒度分布測定裝置(HRA 9320-X100)而測定。溶劑係使用水，以測定物質之折射率2.20測定。
3.抗彎強度測定
抗彎強度係依據JIS-R-1601而測定。
4.靶材之組織(結晶相)之特定
藉電子顯微鏡觀察觀察於In2O3中SnO2固溶之相。又，有關In4Sn3O12相之特定係藉歐傑電子分光法調查Sn之分布來進行。
確認出於In2O3中固溶有SnO2之相及In4Sn3O12相時係評估為「二相」，僅確認出於In2O3中固溶有SnO2之相時係評估為「單一相」。
5.靶材之因應變鬆弛所產生之變化長度(1量規法2線式)
於經清潔之靶材表面以專用之接着劑貼黏應變量規(N 11-FA-2-120-VSE 1、公稱電阻值120Ω、量規率2.0/日本Avionics公司製)，以鑽石鋸齒機器切割靶材。切割係如第1圖所示，以安裝有配線2之應變量規1為中心，與應變量規1之4邊平行之方向上，以獲得20×20mm大小之靶材斷片3的方式進行。藉由靶材之切割釋放應變所產生之靶材的長度變化以連接有配線2之數據記錄器(遠端掃描器DC6100/日本Avionics公司製)測定。測定係在室溫(25℃)下進行。
6.結合時之靶材的龜裂
為結合靶材具有充分面積之Cu製平板狀支撐板藉下列之方法結合靶材。將靶材及支撐板加熱至160℃，於靶材及基材之各別的結合面塗佈In焊料作為結合材，貼合各別之結合面而壓接兩者之後，進行冷卻。以目視觀察結合時靶材有無龜裂。確認出龜裂時係評估為「有」，未確認出 時評估為「無」。
7.小節粒之發生量評估
將結合時未產生龜裂之ITO靶以線切刀切割成小節粒評估用之大小，以下述條件濺鍍。照相攝影濺鍍後之靶材的表面，藉攝影從所得之圖像使用圖像解析軟體(粒子解析版3日鐵住金Technology股份公司製)而求出小節粒之面積。從所得之小節粒之面積，藉由靶材表面之小節粒面積之相對於靶材表面之面積的比率(%)評估小節粒之產生量。
濺鍍係使用D C磁子濺鍍來進行。
背壓：7.0×10-5[Pa]
Ar分壓：4.0×10-1[Pa]
O2分壓：4.0×10-5[Pa]
電力：300[W](1.6W/cm2)
靶尺寸：直徑203.2mm、厚度6mm
[實施例1]
將事先以球磨機進行粉碎所得之平均粒徑為0.6μm之In2O3粉末、及平均粒徑為0.8μm之SnO2粉末以SnO2粉末之含量成為3.0質量%之方式調配，作為黏結劑之丙烯酸乳化液黏結劑相對於陶瓷原料粉末加入0.3質量%、作為分散劑之聚羧酸銨相對於陶瓷原料粉末加入0.5質量%、及作為分散劑之水相對於陶瓷原料粉末加入20質量%，並進 行混合而調製膏漿。將此膏漿流入石膏模中，然後，進行排水而獲得縱350mm、橫1000mm、厚度10mm之平板狀之成形體。
其次，將此成形體乾燥後，燒製而製作燒製體。燒製係於氧氣環境中以升溫速度300℃/小時、燒製溫度1550℃進行10小時。其後，藉由燒製爐內之溫度達到800℃為止使燒製爐內之溫度以30℃/hr之速度下降以進行冷卻燒製體之後，藉由燒製爐內之溫度至成為室溫為止使燒製爐內之溫度以100℃/hr之速度下降以進行冷卻，製得燒結體。
進一步，將所得之燒結體切削加工，獲得表面粗度Ra為0.7μm之縱280mm、橫750mm、厚度6mm之平板狀ITO靶材。加工係使用# 170之磨石。
所得之ITO靶材的Sn之含量係以SnO2換算計為3.0質量%，確認出與原料之Sn含量相同。
對於此ITO靶材，進行上述評估。
[實施例2]
除了使用平均粒徑為1.3μm之SnO2粉末取代平均粒徑為0.8μm之SnO2粉末以外，其餘係與實施例1同樣地進行製造、評估。
[實施例3]
除了使用平均粒徑為0.6μm之SnO2粉末取代平均粒徑為0.8μm之SnO2粉末以外，其餘係與實施例1同樣地進行製造、評估。
[實施例4]
除使燒製後至800℃之冷卻速度設為50℃/hr以外，其餘係與實施例1同樣地進行製造、評估。
[實施例5]
除了以SnO2粉末之含量成為2.8質量%之方式調配以外，其餘係與實施例1同樣地進行製造、評估。
[實施例6]
除了以SnO2粉末之含量成為2.8質量%之方式調配以外，其餘係與實施例2同樣地進行製造、評估。
[實施例7]
除了以SnO2粉末之含量成為2.8質量%之方式調配以外，其餘係與實施例3同樣地進行製造、評估。
[實施例8]
除了以SnO2粉末之含量成為2.8質量%之方式調配以外，其餘係與實施例4同樣地進行製造、評估。
[實施例9]
除了以SnO2粉末之含量成為3.5質量%之方式調配以外，其餘係與實施例1同樣地進行製造、評估。
[實施例10]
除了以SnO2粉末之含量成為3.5質量%之方式調配以外，其餘係與實施例2同樣地進行製造、評估。
[實施例11]
除了以SnO2粉末之含量成為3.5質量%之方式調配以外，其餘係與實施例3同樣地進行製造、評估。
[實施例12]
除了以SnO2粉末之含量成為3.5質量%之方式調配以外，其餘係與實施例4同樣地進行製造、評估。
[比較例1]
除了使用平均粒徑為0.4μm之SnO2粉末取代平均粒徑為0.8μm之SnO2粉末以外，其餘係與實施例1同樣地進行製造、評估。
[比較例2]
除使燒製後至800℃之冷卻速度設為150℃/hr以外，其餘係與實施例1同樣地進行製造、評估。
[比較例3]
除使燒製溫度設為1450℃以外，其餘係與實施例1同樣地進行製造、評估。
將評估結果表示於表1中。在表1之比較例1及2中係靶材於結合時完全龜裂，故未進行小節粒發生量之評估。

Claims (5)

  1. 一種ITO濺鍍靶材，係Sn之含量以SnO2換算為2.8至3.5質量%，其中，具有於In2O3中固溶SnO2之相及In4Sn3O12相之二相，相對密度為98%以上，因應變鬆弛所產生之變化長度每1m為50μm以下。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之ITO濺鍍靶材，其中，因應變鬆弛所產生之變化長度每1m為40μm以下。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之ITO濺鍍靶材，其中，抗彎強度為13.0kgf/mm2以上。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所述之ITO濺鍍靶材，其中，抗彎強度為14.0kgf/mm2以上。
  5. 一種ITO濺鍍靶材之製造方法，係申請專利範圍第1至4項中任一項所述之ITO濺鍍靶材的製造方法，並包含下列步驟：從含有平均粒徑為0.5μm以上之SnO2原料粉末的ITO製造用原料所製作之成形體以燒製爐在1500至1600℃之燒製溫度下燒製，在燒製爐內之溫度從前述燒製溫度達到700至1100℃之溫度範圍為止，使燒製爐內之溫度以60℃/hr以下之降溫速度降低，藉此冷卻所得之燒製體。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111440000B (zh) * 2020-04-24 2022-04-29 河北恒博新材料科技股份有限公司 一种大尺寸旋转陶瓷靶材制备方法
JP7394085B2 (ja) * 2021-04-05 2023-12-07 Ｊｘ金属株式会社 スパッタリングターゲット及びその製造方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200710236A (en) * 2005-06-29 2007-03-16 Mitsui Mining & Smelting Co Indium oxide-tin oxide powder, sputtering target using same, method for producing idium oxide-tin oxide powder
CN101580379A (zh) * 2009-06-29 2009-11-18 北京航空航天大学 掺铌纳米铟锡氧化物粉末及其高密度溅射镀膜靶材的制备方法
CN101622208A (zh) * 2007-08-06 2010-01-06 三井金属矿业株式会社 Ito烧结体以及ito溅射靶
JP2010150611A (ja) * 2008-12-25 2010-07-08 Tosoh Corp 透明導電膜用焼結体及びスパッタリングターゲット並びにその製造方法
JP2010150093A (ja) * 2008-12-25 2010-07-08 Tosoh Corp 透明導電膜用焼結体の製造方法
JP2010255022A (ja) * 2009-04-22 2010-11-11 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Ｉｔｏスパッタリングターゲットとその製造方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3591610B2 (ja) * 1994-11-10 2004-11-24 日立金属株式会社 透明導電膜形成用ｉｔｏ焼結体
JP2000233969A (ja) * 1998-12-08 2000-08-29 Tosoh Corp Ｉｔｏスパッタリングターゲットおよび透明導電膜の製造方法
JP4642327B2 (ja) * 2003-06-03 2011-03-02 Ｊｘ日鉱日石金属株式会社 Ｉｔｏスパッタリングターゲット及びその製造方法
JP2009040620A (ja) * 2007-08-06 2009-02-26 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd Ｉｔｏ焼結体およびｉｔｏスパッタリングターゲット
JP2012126937A (ja) * 2010-12-13 2012-07-05 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Ｉｔｏスパッタリングターゲットとその製造方法
CN102718499B (zh) * 2012-07-10 2014-02-26 国家钽铌特种金属材料工程技术研究中心 一种含In4Sn3O12相ITO溅射靶的制造方法
WO2014156234A1 (ja) * 2013-03-29 2014-10-02 Jx日鉱日石金属株式会社 Ｉｔｏスパッタリングターゲット及びその製造方法
CN107253855A (zh) * 2014-02-18 2017-10-17 三井金属矿业株式会社 Ito 溅射靶材及其制造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200710236A (en) * 2005-06-29 2007-03-16 Mitsui Mining & Smelting Co Indium oxide-tin oxide powder, sputtering target using same, method for producing idium oxide-tin oxide powder
CN101622208A (zh) * 2007-08-06 2010-01-06 三井金属矿业株式会社 Ito烧结体以及ito溅射靶
JP2010150611A (ja) * 2008-12-25 2010-07-08 Tosoh Corp 透明導電膜用焼結体及びスパッタリングターゲット並びにその製造方法
JP2010150093A (ja) * 2008-12-25 2010-07-08 Tosoh Corp 透明導電膜用焼結体の製造方法
JP2010255022A (ja) * 2009-04-22 2010-11-11 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Ｉｔｏスパッタリングターゲットとその製造方法
CN101580379A (zh) * 2009-06-29 2009-11-18 北京航空航天大学 掺铌纳米铟锡氧化物粉末及其高密度溅射镀膜靶材的制备方法

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